药业污水处理工程设计方案

- 1 - 药业污水处理工程设计方案 概述 化工制药产品生产过程中会产生一定量的废水，该类废水成分复杂，有机物含量高，色度和悬浮物等一般含量都很高，一些制药废水还有很强的毒性，并且含有大量难降解的物质，如果不经过处理直接外排，会对环境造成严重破坏。药业公司以膏药类产品为主，生产过程排放的高浓度废液 达到44000，低浓度废水 也有 2300，这样高浓度的有机物废水排入水体后，在有溶解氧的条件下，由于好氧微生物的呼吸作用，被降解为 2时合成新细胞，消耗掉水体中的溶解氧，与此 同时，水体水面与大气接触，大气中的氧不断溶入水体，使溶解氧得到补充，这种作用称为水面复氧。若排入的有机物量超过水体的环境容量，则耗氧速度超过复氧速度，水体出现缺氧甚至无氧；在水体缺氧的条件下，由于厌氧微生物的作用，有机物被降解为 2S 等有害有臭气体，使水质恶化“黑臭”，对周围环境造成极大的破坏，因此对该类废水的治理是刻不容缓。 药业公司是一家集药品与化妆品研发、生产、销售为一体的民营企业，前身为浙江康乐药业有限公司药膏厂，于 2005年注册成立。公司位于 总占地面积 40000平方米，遵循“统一规划，分期建设”原则，一期工程用地面积 16000 平方米，建筑面积 12000 平方米，绿化面积 3500 平方米。公司主要生产产品有阿昔洛韦乳膏、新肤蛇脂软膏、复方酮康唑软膏、克林霉素磷酸酯凝膏等； 贵方领导对环境保护极为重视，为了积极响应国家的环保政策及地方的环保要求，决定建设污水处理系统，对排放的污水进行处理，故委托 公司在总结以往同类工程的经验，并结合具体情况，完成了本污水治理方案的设计。 - 2 - 第一章 项目概况 工程名称、地点 工程名称：药业公司 污水处理工程 工程地点： 项目生产工艺及废水来源 废水主要来自贮存药膏的桶的洗刷水，高浓度为第一道清洗水，低浓度为第二道清洗水。 废水进水水量、水质 进水水量 根据业主方提供，每天废水排放量为 3 4 吨，其中高浓度、低浓度废水各占一半。 进水水质 废水中主要污染物为 S，业主方目前无环评资料及相应的水质资料，我方根据水样化验测和同类工程的经验数据得出，故污水水质如下表 1所示： 表 1 水质指标 ） ） 污染物浓度 7 8 24000 8400 排放标准 污水处理后达到污水综合排放标准（ 一级标准 表 2 水质指标 ） ） 污染物浓度 6 9 100 20 污水经处理达到上述标准之后，出水进入调节池稀释进水水质。 - 3 - 设计进、出水水量和水质 设计进水水量： 5t/d（连续 24; 设计进、出水水质，见下表 3 表 3 污染物 ） ） 设计进水指标 7 8 24000 8400 设计出水指标 6 9 100 20 注：以上设计进、出水水质需要业主核实认可后方可进行后续图纸设计。 第二章 工艺选择 设计原则 认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规范、标准； 充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益； 综合考虑来水水质、水量的特征，选用的工艺流程技术先进、稳妥可靠、经济合理、运转灵活； 处理系统的运行应用有较大的灵活性和调节的余地与适应水质水量的变化特性。设施运行上有较大的灵活性和可调节性，并保留了一定富余量以满足长远需要； 污水处理管理、操作、维护简便。尽量考虑自动 化控制 ,实用和先进兼顾；减轻劳动强度。 在保证处理效率同时节省工程费用，减少占地面积，构筑物尽量采用地下式； 选择品质优良、价格公正、售后服务周到的设备、仪器，关键性仪器仪表选用优质产品。设备材料的选择规范，关键性设备选用国内知名度、信誉度高的产品； 设计采用规范与标准，应采用业主方认可的国家规范标准或共同的规范与标准，如设计中遇到需用企业标准时，则应告知设计方并得到认可。 - 4 - 设计范围 1. 主体工程 :主要包括污水处理系统的建筑物、构筑物、给水管网、排水管网、供气管网、加药管网、机械设备、非标设备及电控系统等； 2. 机 械设备 :主要包括泵类、格栅、鼓风机、污泥处置设备等。 3. 管网工程 :供气管网、供水管网 (污水 )、排水管网（备用）、排泥管网及加药管网等； 4. 自控系统 :系统空气流量控制、液位自控等 ;需要更高标准的自控系统，由业主具体要求进行设计； 5. 供电系统 :动力配电控制系统 ;室内外照明系统 ; 注：工程的自来水、电、污水进水管网等均由业主负责接入污水处理站；本设计不含雨水管网设计和污水站一米以外的排水系统设计。 设计标准及规范 1. 该公司提供的原始资料； 2. 同类项目类比资料 (略 )； 3. 中华人民共和国环境保护法； 4. 污水综合排放标准（ 5. 室外给排水设计规范（ 6. 工业自动化仪表工程施工及验收规范（ 7. 低压电器控制箱标准（ 8. 通用电气设备配电设计规范（ 9. 供电系统设计规范 ( 10. 给水排水设计手册； 11. 城市区域环境噪声标准（ 工艺选择 有机污染物的主要去除方式是通过生化法去除，而考核一种废水的生化性能的重要手段是测定水中生化需氧量 值来判断，一般比值在 - 5 - 以生化处理，小于 宜直接做生化处理； 针对该工程的生产加工废水，有机废水中的 能直接进入生化系统，需要进行预处理。经取样做小试后发现该水质沉淀物过多，上清液只有20%因此不能采用化学沉淀方法处理。根据该工程的实际情况，决定对进水水质采用稀释的方法，达到进入生物处理系统的要求后直接进行生化处理。稀释用水来自污水处理系统的出水。污水经稀释后 度约为 8000， 800，稀释后的水量为 15t/d,即 h（ 24小时运行）。 由于废水有机物浓度高，为了稳定达到出水要求，该工程采用厌氧生物处理+好氧 + （ 1） 厌氧处理 废水的厌氧生物处理是一个极其复杂的过程，即是在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和沼气，使得污水得到净化。1979 年，伯力特（ 人根据微生物的生理种群提出的厌氧消化的三阶段理论，第一阶段是在水解与发酵细菌作用下，将碳水化合物，蛋白质与脂肪转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶 段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；第三阶段是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。 参与的微生物种类，参与厌氧消化第一阶段的微生物包括细菌、原生动物和真菌，统称水解与发酵细菌，大多数为专性厌氧菌，也有不少兼性厌氧菌；参与厌氧消化第二阶段的微生物是一群极为重要的菌种 产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌；参与厌氧消化第三阶段的微生物是甲烷菌 甲烷发酵阶段的主要细菌，属于绝对的厌氧菌。 厌氧消化产生的沼气，可称为生物能，是一种无色气体，主要成分 含有少量的 5000气的燃烧值随 目前常用的厌氧污水处理工艺有厌氧反应池，上流式厌氧污泥床反应器（ 厌氧折流板反应器（ 等。 其中上 流式厌氧污泥床）工艺在处理工业废水方面得到广泛的应用。 (荷兰 授研究开发，该技术成功的运用于工业废水的处 - 6 - 理，其具有低成本、占地少、高去除效率、污泥产量少的优点以及生化瓦斯能源回收的经济效益已获得证实。 处理池主要原理是利用培养的粒状污泥，分解废水中的有机 污染物。废水由池底散水装置均匀的向上流经污泥床，厌氧菌吸附分解废水中有机物，产生含甲烷与二氧化碳混合气体，少部分有机物则作为厌氧菌的食物，以形成新细胞并聚集成具有良好沉降性的粒状污泥。 在反应器反应池上部设置三相分离器，在甲烷菌反应产生的微小气泡向上流动时，提供自然的搅拌效果，到达池顶时，通过三相分离器，固、液、气三相得到分离，甲烷排出后由收集器收集排出，处理水则经由溢流渠收集排出。 去除效率较高 60 95%( 有机负荷 3 103 水力停留时间 4 72小时 操作温度 15 40 进流废水 ,000 100,000mg/l 甲烷气产量 除 污泥产量 除 操作稳定可忍受冲击负荷 节省能源 反应器 主要有以下优点： 占地面积小 甲烷气可资利用 可变及间歇操作负荷能力 低营养源需求 剩余污泥可长期贮存 无噪音、臭味之困扰 （ 2） 接触氧化法 经过厌氧处理后的废水，大部分大分子有机物长链断裂，其可生化性大大增强，但 此在厌氧工艺后增加好氧处理 设施，进一步的消减废 - 7 - 水中的 常用的好氧工艺主要有传统活性污泥法、接触氧化法、 触氧化工艺有机负荷冲击能力强、负荷高、运行稳定、出水水质好的特点 ,运行管理方便等优点。生物接触氧化法是在好氧池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长与水中。因此它兼有活性污泥法与生物膜两者的特点。生物接触氧化法中的微生物所需氧常通过人工曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，同时产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落， 并促进新生膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外，从而达到去除有机物的目的。 生物膜法的在主要特点有：微生物相多样化，生物的食物链长，并能存活世代时间较长的微生物，除大量细菌生长外，还能出现大量真菌、线虫、轮虫及寡毛虫等，因此在生物膜上能形成较长的食物链；微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高；由生物膜上脱落下来的污泥，因所含动物成分较多，比重较大，且污泥颗粒个体较大，因此具有良好的污泥沉降性能，易于固液分离；耐冲击负荷：对水质、水量变动具有较强的适应性；生物膜由于具有较高的生物量， 一般不需要污泥回流，因而不需要经常调整剩余污泥排放量，易于运行维护与管理。 （ 3） 法 经过二级处理后的废水 ,通常可以达到排放要求 ,但是由于该废水的浓度过高 ,出水指标要求较为严格 ,为了确保废水稳定达标，后续采用 一种由高效膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。液中膜的应用取代了生物法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以 截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用 技术后，主要污染物去除率可达： 93%、到 100%。产水悬浮物和浊度近于零，水质良好且稳定，可以直接回用，保证污水处理系统的稳定达标，同时实现了污水资源化。 （ 4） 污泥处理 - 8 - 污泥处理主要是生化污泥的处理 ,将剩余生化污泥排放到污泥池，再经过浓缩后，泵入污泥脱水机，由污泥脱水机脱水，泥饼外运 ,滤液回流至调节池。 工艺流程图及说明 工艺流程图 工艺流程说明 污水处理工艺：废水自流进入调节池，进行均量均质，并采用系统出水进行稀释，降低进入生化系统的废水浓度；然后经泵提升进入 应系统，该系统生化过程分为三个阶段，即第一阶段是在水解与发酵细菌作用下，将碳水化合物，蛋白质与脂肪转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；第三阶段是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。厌氧消化产生的沼气为生物能，是一种无色气体，主要 成分 含有少量的 组分气体通过水封罐高空排放或点燃。污水经过 效反应器后自流进入好氧接触氧化池，在好氧菌的作用下，分解水中有机物质，进一步去除水中的有机物。经处理后的污水自流进入 生物反应器，进一步分解水中有机物并进行泥水分离，清水通过泵排出进入清水池，部分回流到调节池作为稀释用水，一部分达标排放。 生物反应器中的污泥可部分回流到接触氧化池，补充接触氧化池活回流 稀释 压滤液 上清液 泵 剩余污泥 剩余污泥 达标排放 曝气 空气搅拌 空气搅拌 进水 调节池 触氧化池 污泥浓缩池 污泥脱水机 清水池 鼓风机 污泥回流 泥饼外运处置 - 9 - 性污泥。 生物反应器有较高的污泥浓度，剩余污泥产量小。剩余污泥可经过较长时间排放一次 ，进入污泥浓缩池进行浓缩，然后经污泥脱水机处理，泥饼外运处置，滤液回流至调节池。 第三章 单元设计及设备选型 调节池 作 用：调节水质水量，并在此对原水进行稀释。 工艺尺寸： 4m（ L） B） H） 有效水深： 留时间： 24h 数 量： 1座 结 构：钢结构 附属设备 1、 污水提升泵 规格参数： Q=h， H=8m，功率 量： 2台（一用一备） 2、 曝气搅拌系统 一套 应器 作 用：对污水中难分解的长链有机物进行降解，使之变成易分解 的小颗粒有 机物，并降解部分小颗粒有机物。 工艺尺寸： H） 上升流速： h 有机负荷： 2 m d） 停留时间： 9h 数 量： 1座 结 构：钢结构 附属设备 - 10 - 1、 三相分离器 一套 2、 布水器 一套 3、 水封罐 一个 接触氧化池 作 用：好氧微生物在有氧的条件下分解有机物，从而降低水中有机物的含量。 工艺尺寸： 4m（ L） 3m（ B） H） 有效水深： 效容积： 18m 有机负荷： m d） 停留时 间： 28h 数 量： 1 座 结 构：钢结构 附属设备 1、 罗茨鼓风机 型 号： 数规格： Q=2000率 1650r/ 量： 2 台（一用一备） 2、 可变微孔曝气器 型 号： 参数规格：服务面积 /个，充氧能力 h 数 量： 40 套 3、 曝气管网：一套 4、 弹性填料 型 号： 800 参数规格： 150 数 量： 10m 5、 填料支架： 12 - 11 - 作 用：膜的高 效截留作用，能保持高的污泥浓度，进一步深度分解有机物， 同时进行泥水分离。 工艺尺寸： 4m（ L） B） H）（膜反应池） 污泥浓度： 4000 数 量：各 1座 结 构：钢结构 附属设备 1、 膜组件 型 号： 数规格：膜片面积： 8 /片 膜片数量：共 10片 设计通量： 15 20L/ h（ 膜架数量： 1套 膜架材质： 、 自吸泵 参数规格： Q=1m/h， H=8m，功率 大吸程 量： 2台（一用一备） 3、 反洗泵 参数规格： Q=5m/h， H=10m，功率 量： 1台 4、 保安过滤器 型 式：立式圆筒型 参数规格： Q=5m/h，运行压差 体材料 量： 1台 5、 污泥回流泵 参数规格： Q=10m/h， H=10m，功率 质：铸铁 数 量： 2台（一用一备） 6、 穿孔曝气器 - 12 - 数 量： 1套 材 质： 、 系统管阀件 数 量： 1套 材 质： 清水池 作 用：暂时存储排放出来的清水。 工艺尺寸： 2m（ L） 1m（ B） H） 数 量： 1座 结 构：钢结构 污泥池 作 用：存储生化池排放出来的剩余活性污泥。 工艺尺寸： 2m（ L） B） H） 数 量： 1座 结 构：钢结构 附属设备 1、 污泥泵 参数规格： Q=15m/h， H=15m，功率 量： 2台（一用一备） 2、 板框压滤机 数 量： 1 台 压滤面积： 10 标准排放口 根据当地环保部门要求，按规范设 置标准排放口，排放口配置本公司在线监测仪器，具体再做专项设计。 - 13 - 第四章 设计要求 1、 根据建筑设计防火规范对污水处理厂（站）进行防火设计；在室外应考虑消防通道、消防栓和消防水源，并同整个污水厂（站）设施统一配套；在室内应根据建筑灭火器配置设计规范合理设置干粉灭火器。 2、 污水处理工程建筑物一般属于三类防雷，为了防止直接雷击，通常需要在配电控制室的屋顶装设避雷保护。污水处理工程设有接地网，接地系统采用 1、 污水处理系统外露钢件 部位表面均刷两道环氧树脂胶防腐及面漆。 2、 本工程工艺复杂，配管工序多，质量要求高。交叉作业多，各种设备安装及配管与土建施工相互交叉、相互穿插施工。尤其要注意设备预埋件的预埋。 3、 设备安装的准备工作要把握好，主要分为三关，即设备开箱检验关，设备清洗检查关，以及设备就位找正后与管道及阀门的连接关。 4、 设备安装后，要注意对设备的保护，如小型电机、加药泵等，一旦安装就位，要立即采取相应的保护措施，防止砸坏、碰坏。 1、 水泵安装 水泵安装应根据土建工程给定的定位线及设备安装图纸给出的尺寸线画出各台 泵的泵座两个方向中心线，然后进行安装。泵安装完成后要检测泵的流量、扬程及效率是否符合设计要求，并且运转平稳、无异常声音和震动，电机电流正常。 2、 管阀件的安装 管道安装严格按照图纸施工，与泵连接的管道安装时管重不直接承受在 - 14 - 水泵上，管道与泵连接后，不再进行焊接和气割，防止焊渣进入泵内。管道安装完成后，管内部应清洗干净，密封面无损坏。 阀门安装要按照制造厂的安装说明书进行，阀门安装前，按设计要求检查型号，清除阀内污物，检查阀杆是否灵活，以及阀体、零件等有无裂纹、砂眼。进行试压试漏试验，合格后才能进行 安装。各种阀门的安装注意要点根据阀门厂方要求进行。 3、 罗茨风机的安装 安装前，应对风机各部件进行全面检查。机件是否完整，叶轮与机壳的旋转方向是否一致，各部连接是否紧密，叶轮、主轴、轴承等主要机件有无损伤，船东组是否灵活等等。如发现问题，应立即予以修好和调整。 安装时，注意检查机壳，壳内不应有掉入的和遗留的工具和杂物，在一些接合面上，为了防止生锈，减少拆卸困难，应涂上一些润滑脂或机械油，风机与地基接合面，进出风管管道连接时应调整使之自然吻合，不得强行连接，更不许将管道重量加在风机各部件上，并注意保证风机的水平位 置。 4、 曝气盘的安装 曝气盘在安装前，使用空气吹扫或水冲洗清理，以清除可能积聚在主管道中的任何内部碎片和碎屑。曝气盘安装公差不得超过 5了方便安装，可用润滑油将橡胶平垫片弄湿，将曝气盘的螺纹接头压入橡胶垫，然后顺时针方向尽可能旋紧，使橡胶垫选入出水口。在撬紧时，膜片不得变形，否则可能出现不均匀的气泡形态，或者可能导致泄漏的贯穿膜片撕裂。 控设计要求 供电电源为 380、 50业主方的低压配电柜引至系统内用电设备处理系统配电柜，负荷等级为三级。污水处理系统配 电系统为三相五线制，单相配电为三线制。 室外采用电力电缆直埋方式或电缆桥架架空，电缆经电缆桥架或穿金属套 - 15 - 管敷设 ,室内采用硬管敷设。 由低压配电柜提供单相 220V 电源作室内外照明电源。室内照明采用荧光灯，室外照明采用高杆路灯。 1、 设备控制分为手动控制和自动控制，其中大部分设备的手动控制采用两地控制，即设备现场控制按钮箱和配电室低压配电柜两地手动控制，自动控制由自控操作台控制。低压设远程自动控制及就地控制系统，对各项指标环节进行在线监 测。对所有机械东西系统进行集中输入可编程序控制器，对所有水泵采用液位传递讯号，以达到自动控制目的，并对各类电气、电机设置电气短路过载及相序保护。 2、 继电保护设施可以确保安全供电和电能